Analisis statistik 740 letupan supernova menunjukkan bahawa lubang hitam tidak boleh melebihi 40 peratus jumlah jirim gelap di Alam Semesta, yang pada gilirannya mendorong paku lain ke dalam keranda teori objek halo padat astrofizik. Menurut teori ini, lubang hitam primordial mungkin menjadi sumber bahan gelap. Pemerhatian dua saintis Amerika dari University of California di Berkeley menimbulkan keraguan terhadap teori ini.
Pada bulan Februari 2016, saintis di Laser Interferometric Gravitational Wave Observatory (LIGO) mengumumkan era baru dalam bidang astronomi. Penyelidik telah menemui untuk pertama kalinya meramalkan gelombang graviti yang dihasilkan oleh sepasang lubang hitam yang bertembung. Selain dari penemuan yang luar biasa itu sendiri, penemuan gelombang graviti telah menghidupkan semula teori lama bahawa materi gelap adalah turunan dari objek halo padat astrofizik (MACHOs), objek ultra-padat yang tidak memancarkan cahaya.
Menurut andaian moden, materi gelap dapat mencapai hingga 85 persen jumlah semua jirim di Alam Semesta, tetapi ahli fizik belum menemui perkara ini, jadi mereka tidak tahu apa itu. Topik mengenai kewujudan bahan gelap menarik perbincangan aktif di sekitarnya setelah ahli astronomi Amerika, Vera Rubin pada tahun 70-an, mengkaji kelengkungan putaran galaksi, mendedahkan perbezaan antara pergerakan galaksi putaran yang diramalkan dan gerakan yang diperhatikan (bintang di pinggir galaksi harus berputar lebih lambat daripada yang lebih dekat ke pusat galaksi, tetapi pemerhatian menunjukkan bahawa kelajuan putaran bintang luar dan dalam sebenarnya sama). Fakta ini, yang dikenali sebagai "masalah putaran galaksi", telah menjadi salah satu bukti utama bagi keberadaan bahan gelap. Walau bagaimanapun, persoalan sama adabenda gelap apa yang masih ada dan tetap terbuka.
Selama beberapa dekad akan datang, banyak calon telah dicadangkan untuk berperanan sebagai bahan gelap. Yang paling popular hari ini adalah zarah seperti paksi atau zarah yang saling berinteraksi lemah. Walau bagaimanapun, objek (khususnya lubang hitam) yang dicadangkan beberapa dekad sebelumnya oleh teori MACHO dianggap sebagai sumber utama bahan gelap. Menurut teori ini, bahan gelap sebenarnya terdiri daripada zarah baryonic (zarah-zarah bahan biasa yang dapat dilihat) bergerak di ruang antara bintang, tidak berkaitan dengan sistem planet mana pun dan secara praktikal (atau sepenuhnya) tidak mengeluarkan tenaga. Menurut teori, MACHO mungkin mewakili bintang neutron, kerdil coklat, planet yatim dan lubang hitam primordial yang muncul sejurus selepas Big Bang.
Pada tahun 90-an, teori objek MACHO sudah ketinggalan zaman. Para saintis memfokuskan pencarian mereka untuk mencari sumber zat gelap dalam zarah, tetapi penemuan LIGO baru-baru ini telah menimbulkan minat terhadap lubang hitam sebagai penjelasan yang mungkin untuk bahan gelap yang tidak dapat dilihat.
Oleh kerana objek MACHO, menurut teorinya, tidak mengeluarkan tenaga apa pun, kerana pemerhati objek-objek ini akan menjadi "gelap", iaitu, tidak dapat dilihat. Berdasarkan ini, para penyelidik diharapkan dapat mengesannya menggunakan kesan mikrensens graviti. Ini adalah fenomena kelengkungan gelombang cahaya objek yang diperhatikan berhubung dengan pemerhati kerana medan graviti yang sangat kuat dari objek yang sangat padat dan besar yang terletak di antara objek yang diperhatikan dan pemerhati. Kesan ini dapat meningkatkan kecerahan bintang yang jauh dari kita dan membolehkan kita melihat objek yang tidak dapat dilihat dengan kaedah pemerhatian tradisional biasa. Peranan lensa graviti dapat dimainkan, misalnya, oleh galaksi, kelompok galaksi, dan juga lubang hitam.
Ahli fizik Miguel Tsumalakraregi dan Urosh Selyak dari University of California, Berkeley telah melakukan analisis data yang canggih dari 740 letupan supernova - letupan bintang yang sangat terang - untuk mengesan sumbangan lubang hitam primordial pada kelengkungan dan penguatan cahaya supernova. Letupan supernova sering digunakan oleh para astronom untuk mengukur jarak di alam semesta, kerana objek-objek ini mempunyai kecerahan yang luar biasa, yang menurun dengan sangat perlahan, memungkinkan untuk melakukan pengiraan. Penyelidikan ini diterbitkan dalam jurnal Physical Review Letters.
Para saintis mengandaikan bahawa penyimpangan dalam kecerahan beberapa persepuluh peratus, yang menunjukkan kesan mikrolensing pada lubang hitam dan dijelaskan oleh jisim bahan gelap yang tidak dapat dilihat, akan dijumpai di sekurang-kurangnya 8 dari 740 supernova yang diperhatikan. Walau bagaimanapun, saintis tidak pernah menemui satu penyimpangan yang menunjukkan mikrolensens pada lubang hitam.
Video promosi:
Penemuan kajian ini tidak mengecualikan lubang hitam sebagai sumber bahan gelap, tetapi secara signifikan membatasi sumbangannya kepada isipadu di dalam Alam Semesta. Dianggarkan bahawa walaupun lubang hitam menyumbang kepada fenomena yang berkaitan dengan bahan gelap, ia tidak lebih daripada 40 peratus. Menurut penulis, mereka telah dan belum menerbitkan hasil analisis yang lebih lengkap, yang merangkumi lebih dari 1.000 supernova dan memaksa mereka untuk menurunkan angka ini - hingga maksimum 23 peratus.
Kami kembali ke perbincangan biasa lagi. Apakah perkara gelap? Nampaknya kami tidak mempunyai pilihan yang baik. Ini adalah cabaran bagi generasi akan datang,”kata Profesor Urog Selyak.
